JPH01218021A - 微細パターン形成方法 - Google Patents
微細パターン形成方法Info
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- JPH01218021A JPH01218021A JP63045202A JP4520288A JPH01218021A JP H01218021 A JPH01218021 A JP H01218021A JP 63045202 A JP63045202 A JP 63045202A JP 4520288 A JP4520288 A JP 4520288A JP H01218021 A JPH01218021 A JP H01218021A
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Landscapes
- Electron Beam Exposure (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、多層レジスト法を用いて、半導体基板上に電
子ビーム直接描画により、高精度微細加工用の任意レジ
ストパターンを形成する微細パターン形成方法に関する
ものである。
子ビーム直接描画により、高精度微細加工用の任意レジ
ストパターンを形成する微細パターン形成方法に関する
ものである。
従来の技術
従来、tC及びLSI等の製造においては、紫外線を用
む−またホトリソグラフィーによってパターン形成を行
っている。近年、LSI素子のパター′ン寸法の微細化
、またASICの製造に伴い、電子ビーム直接描画技術
を用いるようになってきている。パターン形成に使用さ
れる電子ビームレジストは一般に、耐ドライエツチ性が
悪いため、また、電子ビームの基板からの反射による近
接効果によりパターンの解像性が悪くなるため、電子ビ
ームリソグラフィーにおいては多層レジスト法が使用さ
れている。多層レジスト法のうち、二層レジストは高分
子有機膜上に、それとミキシングをおこさないシリコン
含有レジストを塗布した構造をしており、また、三層レ
ジストは二層レジストの高分子有機膜とレジストとの間
に無機膜、主にSiO2、または有機ポリシロキサン膜
(S。
む−またホトリソグラフィーによってパターン形成を行
っている。近年、LSI素子のパター′ン寸法の微細化
、またASICの製造に伴い、電子ビーム直接描画技術
を用いるようになってきている。パターン形成に使用さ
れる電子ビームレジストは一般に、耐ドライエツチ性が
悪いため、また、電子ビームの基板からの反射による近
接効果によりパターンの解像性が悪くなるため、電子ビ
ームリソグラフィーにおいては多層レジスト法が使用さ
れている。多層レジスト法のうち、二層レジストは高分
子有機膜上に、それとミキシングをおこさないシリコン
含有レジストを塗布した構造をしており、また、三層レ
ジストは二層レジストの高分子有機膜とレジストとの間
に無機膜、主にSiO2、または有機ポリシロキサン膜
(S。
G)を形成した構造をしており、どちらも基板からの電
子の反射による近接効果を抑える働きをしている。しか
し、これらの多層レジストでは有機膜が非常に厚いため
、新たな問題点が生じてくる。それは絶縁膜による電子
のチャージ・アップ効果である。電子が絶縁膜であるレ
ジスト、有機膜、SiO2中に蓄積してくると、パター
ンのずれ、バッティングエラー、フィールドのずれ等、
パターンを正確に描画することが出来なくなってしまう
。
子の反射による近接効果を抑える働きをしている。しか
し、これらの多層レジストでは有機膜が非常に厚いため
、新たな問題点が生じてくる。それは絶縁膜による電子
のチャージ・アップ効果である。電子が絶縁膜であるレ
ジスト、有機膜、SiO2中に蓄積してくると、パター
ンのずれ、バッティングエラー、フィールドのずれ等、
パターンを正確に描画することが出来なくなってしまう
。
発明が解決しようとする課題
上記の様に、電子線リソグラフィーにおいては、電子線
レジストの耐ドライエツチ性の低さ、電子による近接効
果等の問題点があり、多層レジストにより解決を図ろう
としている。しかし、多層レジスト法を用いると、レジ
スト等の絶縁膜が厚いため、電子のチャージ・アップ効
果が顕著にあられれてきてパターンの正確な描画が困難
になってくる。この多層レジストにおける問題点を解決
するため、中間層に金属、特□に導伝率の高い金属薄膜
を用いている。例えば、SOG、SiO2のかわりに、
St、W、A1等の金属薄膜を中間層として用いること
により、チャージアップを防ぎ、正確なパターン描画を
行うことができる。
レジストの耐ドライエツチ性の低さ、電子による近接効
果等の問題点があり、多層レジストにより解決を図ろう
としている。しかし、多層レジスト法を用いると、レジ
スト等の絶縁膜が厚いため、電子のチャージ・アップ効
果が顕著にあられれてきてパターンの正確な描画が困難
になってくる。この多層レジストにおける問題点を解決
するため、中間層に金属、特□に導伝率の高い金属薄膜
を用いている。例えば、SOG、SiO2のかわりに、
St、W、A1等の金属薄膜を中間層として用いること
により、チャージアップを防ぎ、正確なパターン描画を
行うことができる。
しかし、レジストプロセスに金属を用いるため、コンタ
ミネーションの問題がある。また、金属をスパッタ蒸着
しなければならないため、プロセスが複雑、困難となり
、パターン形成後の金属のエツチング、金属の剥離等の
プロセス上の問題点、描画においては、金属薄膜がある
ため基板からの反射二次電子の減少により位置合わせが
困難になる等の問題点が生じる。
ミネーションの問題がある。また、金属をスパッタ蒸着
しなければならないため、プロセスが複雑、困難となり
、パターン形成後の金属のエツチング、金属の剥離等の
プロセス上の問題点、描画においては、金属薄膜がある
ため基板からの反射二次電子の減少により位置合わせが
困難になる等の問題点が生じる。
課題を解決すめための手段
本発明は、多層レジスト法を用いて電子ビーム直接描画
を行う前に、下層である高分子有機膜にイオン照射を行
う、または、還元することによって、導伝率を上げて電
子ビーム露光を行い、電子によるチャージ・アップをな
くシ、正確な微細パターン形成することができる方法で
ある。
を行う前に、下層である高分子有機膜にイオン照射を行
う、または、還元することによって、導伝率を上げて電
子ビーム露光を行い、電子によるチャージ・アップをな
くシ、正確な微細パターン形成することができる方法で
ある。
高分子有機膜に■2、Sing、Co等のガスをイオン
照射を行うことによって、導伝率を上げることができる
。第4図にH+イオン照射した高分子有機膜のシート抵
抗を示す。I X 10 ”1ons/cdのドース量
で抵抗は急激に減少し、I X 10’Ω/口程度にな
る。この高分子有機膜上に、通常の例えば、SQG (
有機ポリシロキサン膜)と電子線レジストを塗布し露光
すると、余分の電子は導伝率の高い下層膜を伝わってい
くので、電子のチャージ・アップはな(なり、正確な微
細パターンを多層レジスト上に電子線を用いて描画する
ことができる。
照射を行うことによって、導伝率を上げることができる
。第4図にH+イオン照射した高分子有機膜のシート抵
抗を示す。I X 10 ”1ons/cdのドース量
で抵抗は急激に減少し、I X 10’Ω/口程度にな
る。この高分子有機膜上に、通常の例えば、SQG (
有機ポリシロキサン膜)と電子線レジストを塗布し露光
すると、余分の電子は導伝率の高い下層膜を伝わってい
くので、電子のチャージ・アップはな(なり、正確な微
細パターンを多層レジスト上に電子線を用いて描画する
ことができる。
また、還元性のある溶液、例えばRCHO(R=Hor
CH3)、(COOH,)2、H2S Os等の溶液を
下層膜、高分子有機膜上に滴下し、表面を還元して導伝
率を上げる。そうすることによって、チャージ・アップ
のおこらない正確な微細パターン描画を行うことができ
る。
CH3)、(COOH,)2、H2S Os等の溶液を
下層膜、高分子有機膜上に滴下し、表面を還元して導伝
率を上げる。そうすることによって、チャージ・アップ
のおこらない正確な微細パターン描画を行うことができ
る。
作用
本発明は前述したプロセスにより、多層レジストの下層
としての高分子有機膜に、イオン照射または還元性溶液
処理することにより、導伝率を上げ、電子ビーム露光時
のチャージ・アップを防ぎ、正確な微細パターン形成す
ることができる。
としての高分子有機膜に、イオン照射または還元性溶液
処理することにより、導伝率を上げ、電子ビーム露光時
のチャージ・アップを防ぎ、正確な微細パターン形成す
ることができる。
従って、前記プロセスは、多層レジストを用いて電子線
直接描画を行う時、正確なパターン描画に有効に作用す
る。
直接描画を行う時、正確なパターン描画に有効に作用す
る。
実施例
本発明の一実施例を第1図に示す。半導体基板1(表面
に絶縁膜、導体膜等が形成されている場合が多い)上に
下層膜2として高分子有機膜を塗布し、この上から加速
電圧40kV、ドース量1x I Q ”1ons/
cjでH+イオンを全面−括照射した(a)、次に中間
層として5OG4を、上層レジストとしてPMMAレジ
スト5をスピンコードし、加速電圧20kV、ドース量
100μm / c−で電子線露光を行った(b)、H
+イオン照射された高分子有機膜は導伝率が高くなって
いる。メチルイソブチルケトン(旧BK)とイソプロピ
ルアルコール(IPA)の混合液で60秒間現像を行っ
た所、正確な微細パターンがあられれた(C)。このレ
ジストパターン5pをマスクとして、中間層5OG4を
ドライエツチングし、下層膜2をエツチングして、垂直
形状の0.25μ曙のラインアンドスペースの超微細パ
ターンを形成することができた(d)。なお、5OG4
は下層膜2のエツチングマスクとなるものであれば他の
絶縁膜でもようが、エツチング選択比をとる意味でシリ
コンを含む有機膜が望ましい。
に絶縁膜、導体膜等が形成されている場合が多い)上に
下層膜2として高分子有機膜を塗布し、この上から加速
電圧40kV、ドース量1x I Q ”1ons/
cjでH+イオンを全面−括照射した(a)、次に中間
層として5OG4を、上層レジストとしてPMMAレジ
スト5をスピンコードし、加速電圧20kV、ドース量
100μm / c−で電子線露光を行った(b)、H
+イオン照射された高分子有機膜は導伝率が高くなって
いる。メチルイソブチルケトン(旧BK)とイソプロピ
ルアルコール(IPA)の混合液で60秒間現像を行っ
た所、正確な微細パターンがあられれた(C)。このレ
ジストパターン5pをマスクとして、中間層5OG4を
ドライエツチングし、下層膜2をエツチングして、垂直
形状の0.25μ曙のラインアンドスペースの超微細パ
ターンを形成することができた(d)。なお、5OG4
は下層膜2のエツチングマスクとなるものであれば他の
絶縁膜でもようが、エツチング選択比をとる意味でシリ
コンを含む有機膜が望ましい。
以上のように、本実施例によれば、下層高分子有機膜に
H+イオン照射した三層レジストを用いて電子線直接描
画を行なうと、チャージ・アップを防ぐことができ、正
確な微細パターンを形成することができる。また、H+
イオン以外に、SiH4、S O2、CO等のガスを用
いてイオン照射を行ってもよい。
H+イオン照射した三層レジストを用いて電子線直接描
画を行なうと、チャージ・アップを防ぐことができ、正
確な微細パターンを形成することができる。また、H+
イオン以外に、SiH4、S O2、CO等のガスを用
いてイオン照射を行ってもよい。
次に本発明の第2の実施例を第2図に示す。半導体基板
1上に下層膜2を塗布し、この上にアルデヒド液14を
滴下し、1分間放置し、(a)スピン乾燥した。次に中
間層として5OG4、上層レジストとしてPMMAレジ
スト16をスピンコードし、加速電圧20 k V 、
ドース量100μc / c−で電子線露光を行った
(b)。アルデヒド液で表面処理した高分子有機膜は導
伝率が高(なっているので、旧BKとIPAの混合液で
、60秒間現像を行った所、正確な微細パターンがあら
れれた(C)。このレジストパターン16pをマスクと
して、中間層5OG4、下層膜2をドライエツチングし
て、垂直形状の超微細パターンを形成することができた
(d)。
1上に下層膜2を塗布し、この上にアルデヒド液14を
滴下し、1分間放置し、(a)スピン乾燥した。次に中
間層として5OG4、上層レジストとしてPMMAレジ
スト16をスピンコードし、加速電圧20 k V 、
ドース量100μc / c−で電子線露光を行った
(b)。アルデヒド液で表面処理した高分子有機膜は導
伝率が高(なっているので、旧BKとIPAの混合液で
、60秒間現像を行った所、正確な微細パターンがあら
れれた(C)。このレジストパターン16pをマスクと
して、中間層5OG4、下層膜2をドライエツチングし
て、垂直形状の超微細パターンを形成することができた
(d)。
以上のように、本実施例によれば、下層膜にアルデヒド
液で表面処理した三層レジストを用いて電子線直接描画
を行なうと、チャージ・アップを防ぐことができ、正確
な微細パターンを形成することができる。また、アルデ
ヒド液以外に還元性トシテ作用スル。(COOH)2、
H2S O3等の還元性の溶液であればいずれでもよい
。
液で表面処理した三層レジストを用いて電子線直接描画
を行なうと、チャージ・アップを防ぐことができ、正確
な微細パターンを形成することができる。また、アルデ
ヒド液以外に還元性トシテ作用スル。(COOH)2、
H2S O3等の還元性の溶液であればいずれでもよい
。
次に本発明の第3の実施例を第3図に示す。半導体基板
1上に下層膜2を塗布し、この上に加速電圧40kV、
ドース量1 x 101ons/ ctiでH+イオン
を全面−括照射した(a)、次に、この上にシリコン含
有レジストであるSNRをスピンコードし、加速電圧2
0kV、ドース量lOμc / cdで電子線露光を行
った(b)。H+イオン照射された下層膜は導伝率が高
(なっているので、専用現像液で30秒間現像を行った
所、正確な微細パターンがあられれた(C)。このレジ
ストパターン25pをマスクにして、下問層をドライエ
ツチングして垂直形状の超微細パターンを形成すること
ができた(d)。
1上に下層膜2を塗布し、この上に加速電圧40kV、
ドース量1 x 101ons/ ctiでH+イオン
を全面−括照射した(a)、次に、この上にシリコン含
有レジストであるSNRをスピンコードし、加速電圧2
0kV、ドース量lOμc / cdで電子線露光を行
った(b)。H+イオン照射された下層膜は導伝率が高
(なっているので、専用現像液で30秒間現像を行った
所、正確な微細パターンがあられれた(C)。このレジ
ストパターン25pをマスクにして、下問層をドライエ
ツチングして垂直形状の超微細パターンを形成すること
ができた(d)。
以上のように、本実施例によれば、二層レジストの下層
膜にH+イオンまたは他のイオンを照射するとこによっ
て、チャージ・アップを防ぐことができ、正確な微細パ
ターンを形成することができる。また、アルデヒド液等
の還元性として作用するもので表面処理をしても同様の
効果を得ることができる。
膜にH+イオンまたは他のイオンを照射するとこによっ
て、チャージ・アップを防ぐことができ、正確な微細パ
ターンを形成することができる。また、アルデヒド液等
の還元性として作用するもので表面処理をしても同様の
効果を得ることができる。
発明の詳細
な説明したように、本発明によれば、多層レジストの下
層として用いられる高分子有機膜にイオン照射を行う、
または、還元溶剤によって還元することによって、電子
線露光時におこるチャージ・アップを防ぐことができ、
正確な微細パターンを形成することができ、超高密度集
積回路の製造に大きく寄与することができる。
層として用いられる高分子有機膜にイオン照射を行う、
または、還元溶剤によって還元することによって、電子
線露光時におこるチャージ・アップを防ぐことができ、
正確な微細パターンを形成することができ、超高密度集
積回路の製造に大きく寄与することができる。
第1図は本発明における第1の実施例の工程断面図、第
2図は同第2の実施例の工程断面図、第3図は同第3の
実施例の工程断面図、第4図は下層膜にH+イオン照射
した時のシート抵抗とドーズ量との関係を示した図であ
る。 1・・・半導体基板、2・・・下層膜、3.23・・・
H+イオン、4・・・SOG、5,16・・・PMMA
レジスト、6・・・電子線、14・・・アルデヒド液、
25・・・SNRレジスト。 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 ほか1名第1図 第2図 第3図 第4図 F′−ス°量(品羽/Cmす
2図は同第2の実施例の工程断面図、第3図は同第3の
実施例の工程断面図、第4図は下層膜にH+イオン照射
した時のシート抵抗とドーズ量との関係を示した図であ
る。 1・・・半導体基板、2・・・下層膜、3.23・・・
H+イオン、4・・・SOG、5,16・・・PMMA
レジスト、6・・・電子線、14・・・アルデヒド液、
25・・・SNRレジスト。 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 ほか1名第1図 第2図 第3図 第4図 F′−ス°量(品羽/Cmす
Claims (2)
- (1)半導体基板上に高分子有機膜を塗布し熱処理した
後、ガスをイオン照射することによって高分子有機膜表
面を還元する工程と、上記高分子有機膜上に絶縁膜を形
成し熱処理する工程と、上記絶縁膜上に荷電ビーム用レ
ジスト膜を塗布し熱処理する工程と、上記レジスト膜に
パターンを描画し現像する工程と、上記レジストパター
ンをマスクとして上記絶縁膜をエッチングする工程と、
上記絶縁膜パターンをマスクとして上記高分子有機膜を
エッチングする工程とを備えて成ることを特徴とする微
細パターン形成方法。 - (2)半導体基板上に高分子有機膜を塗布し熱処理した
後、還元性のある溶液を上記高分子有機膜上に滴下し、
上記溶液を除去する工程と、上記高分子有機膜上に絶縁
膜を形成し熱処理する工程と、上記絶縁膜上に電子線レ
ジスト膜を塗布し熱処理する工程と、上記レジスト膜に
パターンを描画し現像する工程と、上記レジストパター
ンをマスクとして上記絶縁膜をエッチングする工程と、
上記絶縁膜パターンをマスクとして上記高分子有機膜を
エッチングする工程とを備えて成ることを特徴とする微
細パターン形成方法。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63045202A JP2738693B2 (ja) | 1988-02-26 | 1988-02-26 | 微細パターン形成方法 |
KR1019880013966A KR930000293B1 (ko) | 1987-10-26 | 1988-10-26 | 미세패턴형성방법 |
US07/262,871 US4936951A (en) | 1987-10-26 | 1988-10-26 | Method of reducing proximity effect in electron beam resists |
US07/520,654 US4976818A (en) | 1987-10-26 | 1990-04-24 | Fine pattern forming method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63045202A JP2738693B2 (ja) | 1988-02-26 | 1988-02-26 | 微細パターン形成方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01218021A true JPH01218021A (ja) | 1989-08-31 |
JP2738693B2 JP2738693B2 (ja) | 1998-04-08 |
Family
ID=12712681
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63045202A Expired - Fee Related JP2738693B2 (ja) | 1987-10-26 | 1988-02-26 | 微細パターン形成方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2738693B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100407601B1 (ko) * | 2000-06-15 | 2003-12-01 | 주식회사 미뉴타텍 | 열처리 및 모세관 현상을 이용한 열경화성 고분자박막상의 미세 패턴 형성 방법 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6053023A (ja) * | 1983-09-02 | 1985-03-26 | Hitachi Ltd | パタ−ン形成方法 |
JPS61114527A (ja) * | 1984-11-09 | 1986-06-02 | Hitachi Ltd | パタ−ン形成方法 |
JPS6257219A (ja) * | 1985-09-06 | 1987-03-12 | Matsushita Electronics Corp | レジストパタ−ン形成方法 |
-
1988
- 1988-02-26 JP JP63045202A patent/JP2738693B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
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KR100407601B1 (ko) * | 2000-06-15 | 2003-12-01 | 주식회사 미뉴타텍 | 열처리 및 모세관 현상을 이용한 열경화성 고분자박막상의 미세 패턴 형성 방법 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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JP2738693B2 (ja) | 1998-04-08 |
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